一顆不幸的恒星和一個中等質(zhì)量的黑洞之間的一次致命相遇

來源：桑間濮上網(wǎng) 編輯：百科時間：2025-12-10 04:26:12

一顆不幸的恒星和一個中等質(zhì)量的黑洞之間的一次致命相遇
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家分析了對X射線耀斑的觀測，并將數(shù)據(jù)與理論模型進(jìn)行了擬合，中等質(zhì)量記錄了一顆不幸的黑洞恒星和一個中等質(zhì)量的黑洞之間的一次致命的相遇。雖然黑洞幼兒似乎沒有什么共同之處，命相但它們在一個方面卻非常相似。恒星和兩者都可以把“飯桌”搞得一團(tuán)糟，中等質(zhì)量從而產(chǎn)生了大量的黑洞證據(jù)，證明它已經(jīng)吃過了。命相
一名熊孩子可能會留下意大利面的恒星和殘?jiān)蛩崮痰娘w濺物，而黑洞這種高級吃貨則會創(chuàng)造出令人難以置信的中等質(zhì)量后果。當(dāng)黑洞吞噬一顆恒星時，黑洞它會產(chǎn)生天文學(xué)家所說的命相"潮汐力破壞事件"。無助的恒星和恒星的破碎伴隨著輻射的爆發(fā)，這種輻射可以比黑洞所在星系的中等質(zhì)量每顆恒星的總和還要亮上幾個月，甚至幾年。黑洞
在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表的一篇論文中，由亞利桑那大學(xué)斯圖爾德天文臺的博士后研究助理Sixiang Wen領(lǐng)導(dǎo)的一個天文學(xué)家小組，利用被稱為J2150的潮汐破壞事件所發(fā)出的X射線，首次對黑洞的質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)進(jìn)行了測量。這個黑洞屬于一種特殊的類型：中等質(zhì)量的黑洞，長期以來一直沒有被觀測到。
"我們能夠在這個黑洞吞噬一顆恒星的時候捕捉到它，這為我們提供了一個非凡的機(jī)會來觀察那些原本看不見的東西，"亞利桑那州立大學(xué)天文學(xué)教授、論文的共同作者Ann Zabludoff說。"不僅如此，通過分析耀斑，我們能夠更好地了解這類難以捉摸的黑洞，它們很可能占星系中心的大部分黑洞。"
通過重新分析用于觀測J2150耀斑的X射線數(shù)據(jù)，并將其與復(fù)雜的理論模型進(jìn)行比較，作者表明，這個耀斑源于一顆不幸的恒星和一個中等質(zhì)量的黑洞之間的遭遇。所討論的中間黑洞的質(zhì)量特別低--對于一個黑洞來說--大約是太陽質(zhì)量的10000倍。
由死亡恒星的碎片形成的內(nèi)盤發(fā)出的X射線使我們有可能推斷出這個黑洞的質(zhì)量和自旋，并將其歸類為一個中間黑洞。
當(dāng)一顆恒星離黑洞太近時，引力會產(chǎn)生強(qiáng)烈的潮汐力，將恒星分解成一股氣體，從而導(dǎo)致一種被稱為潮汐破壞事件的大災(zāi)難現(xiàn)象。巨大的能量被釋放出來，在某些情況下導(dǎo)致潮汐擾亂事件超過其星系。
在承載超大質(zhì)量黑洞的大型星系中心，已經(jīng)看到了數(shù)十次潮汐力破壞事件，在可能包含中間黑洞的小型星系中心，也觀察到了少數(shù)潮汐力破壞事件。然而，過去的數(shù)據(jù)從未詳細(xì)到足以證明一個單獨(dú)的潮汐破壞耀斑是由一個中間黑洞驅(qū)動的。
研究報告的共同作者、耶路撒冷希伯來大學(xué)的高級講師尼古拉斯-斯通說："由于現(xiàn)代天文觀測，我們知道幾乎所有大小與我們的銀河系相似或更大的星系的中心都有中央超大質(zhì)量黑洞。這些龐然大物的大小是我們太陽質(zhì)量的100萬到100億倍，當(dāng)有太多的星際氣體落入其附近時，它們就會成為強(qiáng)大的電磁輻射源。"
這些黑洞的質(zhì)量與它們所在星系的總質(zhì)量密切相關(guān)；最大的星系承載著最大的超大質(zhì)量黑洞。
"我們對比銀河系小的星系中心的黑洞的存在仍然知之甚少，"共同作者、荷蘭拉德堡大學(xué)和SRON荷蘭空間研究所的Peter Jonker說。"由于觀測上的限制，發(fā)現(xiàn)比100萬太陽質(zhì)量小得多的中心黑洞是很有挑戰(zhàn)性的。"
據(jù)Jonker說，盡管它們被認(rèn)為很豐富，但超大質(zhì)量黑洞的起源仍然未知，目前有許多不同的理論爭相解釋它們。中等質(zhì)量的黑洞可能是超大質(zhì)量黑洞生長的種子。他說："因此，如果我們能更好地掌握有多少真正的中間黑洞存在，它可以幫助確定哪些超大質(zhì)量黑洞形成的理論是正確的。"
更令人興奮的是該小組能夠獲得的J2150的自旋測量。自旋測量為黑洞的成長提供了線索，也可能為粒子物理學(xué)提供線索。這個黑洞有一個快速的自旋，但不是可能的最快自旋，這就引出了一個問題：黑洞是如何在這個范圍內(nèi)最終形成自旋的。測量的自旋排除了黑洞在很長一段時間內(nèi)從穩(wěn)定地吞噬氣體或從許多快速的氣體小吃到隨機(jī)方向的情況。
此外，自旋測量使天體物理學(xué)家能夠測試關(guān)于暗物質(zhì)性質(zhì)的假設(shè)，暗物質(zhì)被認(rèn)為構(gòu)成了宇宙中的大部分物質(zhì)。暗物質(zhì)可能由實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中尚未看到的未知基本粒子組成。斯通解釋說，候選粒子中包括被稱為超輕玻色子的假想粒子。
如果這些粒子存在并且質(zhì)量在一定范圍內(nèi)，它們將阻止一個中等質(zhì)量的黑洞擁有快速旋轉(zhuǎn)。然而J2150的黑洞正在快速旋轉(zhuǎn)。因此，自旋測量排除了一大類超輕玻色子理論，展示了黑洞作為粒子物理學(xué)地外實(shí)驗(yàn)室的價值。
在未來，對潮汐破壞耀斑的新觀察可能會讓天文學(xué)家填補(bǔ)黑洞質(zhì)量分布的空白，作者希望。如果事實(shí)證明大多數(shù)矮星系含有中等質(zhì)量的黑洞，那么它們將主導(dǎo)恒星潮汐破壞的速度。通過將這些耀斑的X射線發(fā)射與理論模型相匹配，我們可以對宇宙中的中等質(zhì)量黑洞群體進(jìn)行普查。
然而，要做到這一點(diǎn)，必須要觀察到更多的潮汐破壞事件。這就是為什么天文學(xué)家對即將上線的新望遠(yuǎn)鏡寄予厚望，包括維拉-C-魯賓天文臺，也被稱為"空間和時間遺產(chǎn)調(diào)查"，它有望每年發(fā)現(xiàn)成千上萬的潮汐破壞事件。

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